“简单 UI”包括“场景”模块,其中包含所有场景元素,例如,几何体、材质、环境、摄影机、灯光以及窗口顶部不同选项卡中的渲染设置。
1 选项卡
2 搜索字段
3 场景树
4 含标记的属性元素
5 场景模块滑块
6 含标记的属性元素
7 宽度调整
8 第二个场景树(元标记)
9 窗口拆分调整
使用垂直虚线 (7) 可调整窗口宽度。使用“属性”窗口上的虚线 (9) 可调整窗口拆分大小。使用图标栏和滑块上的第二条虚线 (8) 可打开第二个场景图形。这些功能有助于在大型场景树中排列场景对象。
如果 NURBS 数据位于场景内,则可显示/编辑场景标记。在中间窗口和搜索字段上方,将出现一个下拉字段 (10),用于选择哪个窗口应显示标记和/或场景树。
搜索字段提供对场景图形对象的实时搜索功能。搜索有助于在复杂场景中快速确定已知的组件,而无需浏览场景图形结构。搜索字段位于模块选项卡下方。只支持单个搜索条件。
从剪贴板粘贴搜索词,可避免搜索时进行实时检查。
所有已设置或导入的场景相关对象均会在场景树中显示,并可从中访问。其用法与文件浏览器类似,即:节点前面的加号表示其下方存在对象。单击加号或使用鼠标左键双击节点,可将层次的扩展切换到下一个级别。使用下方的滑块,可以快速展开选择或多项选择的子结构。
选中节点前面的复选框后,对象在渲染视图中可见。未选定的对象将灰显。
单击可选择项目;单击鼠标右键可打开上下文菜单。单击选定项可启用重命名。
可以按两种不同的方式通过场景图形交互完成节点多选。
简单 UI 中的最小化上下文菜单可进一步简化线程。创建或编辑等常用功能直接可用,为明确起见,去除了不常用的功能。必要时,切换回标准 UI 使其恢复。在场景树内部单击鼠标右键可打开上下文菜单。
单击上下文菜单顶部(虚线)可将其释放到独立窗口。这也适用于子菜单。
通过“创建”子菜单可以生成节点并将节点添加到场景中。新创建的节点显示在创建时所选的组节点下方。如果创建时选择没有对特性进行分组的节点,则该节点将显示在选定对象旁边。如果创建时未选择任何对象,则根组节点将用作父节点。
线形和多边形的场景图形图标(活动和非活动)
VRED 支持创建以下几何标准基本体。数值输入对话框的布局取决于使用情况。
线特征除外的所有对象创建都会导致多边形节点三角化。
直线是两个点的连线。每个点均具有 X、Y 和 Z 坐标,表示其在 3D 空间中的定位。直线对象在渲染视图中的表示取决于活动渲染引擎。这意味着在 OpenGL 模式下,直线表示为一条直线,然而,在光线跟踪模式下,直线表示为两端使用半球体封口的管。在这种情况下,表示的半径由材质设置“线管半径”(可在标准 UI 中访问)控制。
平面是一个二次平面,通常用于将对象阴影放置在下面的地面上。它包含 X 和 Y 维度,并且需要输入两个轴的细分数量。
长方体描述了一个二次 3D 空间,也称为立方体。它包含 X、Y 和 Z 维度,并且需要输入所有轴的细分数量。
圆柱体是具有两个半径相等且互相平行的圆形端面的对象。环绕两个端面之间的距离(高度)的覆盖面构成基本体的外表层。增加边数可使对象外观更加平滑。只有在创建时选中相关复选框,才会创建顶部、底部或侧面的面。
圆锥体与圆柱体类似。它的底部也有一个圆形底面,但其顶端是一个点,而不是圆面。只有在创建时选中相关复选框,才会创建底部或侧面的面。
球体是球形 3D 基本体的区别性名称。曲面上的每个点到中心点的距离相同。通过在对话框内更改半径值,可以调整此距离。纬度和经度分辨率的值确定了横向和纵向细分的数量。
圆环是一个形状相当于甜甜圈的对象。断面剪切将显示受内外半径限制的圆形轮廓。创建时,想象将轮廓围绕对象中心的垂直轴旋转。各环的值控制沿旋转方向的细分数,各边的值控制水平细分数。
半球体的底部是一个圆形平面,顶部是一个半球体,也称为半球。底部曲面的边界边经过倒角处理。创建对话框中的“底面半径”值控制半球体的维度,“地面半径”控制倒角创建。“纬度”设置确定垂直细分数量,“经度”控制绕垂直轴的细分数量。
VRED 支持创建以下光源作为节点。
平行光线像阳光一样是平行的。平行光生成轮廓鲜明的阴影。如果将光源设置为邻近对象,则会创建清晰的硬阴影。距离越远,阴影会变得更柔和。
点光线开始于一个点,然后呈放射状发出。相反,点灯光生成漫反射阴影。
聚光灯光线呈锥形束。它们开始于一个点,然后集中照射在对象的圆圈区域中。它通常用于强调对象或曲面。
球形光线就像从发光的球体发出的光束。球形灯光生成漫反射灯光和软阴影。它是一种间接照明,比点灯光更有气氛。
圆盘或矩形光线的光源看起来像是来自吊顶 – 来自圆圈(圆盘)或方形(矩形)。
镭射光文件包含模拟的空间和角分布,以及从复杂光源发出的灯光的光度学或光谱信息。
VRED 支持创建以下摄影机。
设置此节点将创建具有透视视图的摄影机。透视视图:类似于人眼视角的视图:距离较远的对象看起来比面前的对象小。原始平行线看起来像是以远处的某个点为中心。这种视图是文件输出的默认设置(请参见“渲染设置”)。
设置此节点将创建具有正交视图的摄影机。在该视图中,所有对象具有相同尺寸,而无论距离如何。可显示每个对象的实际高度和宽度,并且平行线保持平行。
该功能根据与场景或对象的实际距离和角度创建新的固定视点。
组节点有助于您构建在树中表示的与场景相关的所有对象。节点分组不影响渲染视图内的图形表示。
克隆节点复制和引用拖放到它上面的节点的所有子节点。那一时刻包含的所有节点都将考虑在内。参照意味着在这些对象上所做的任何更改(例如,变换、指定材质)也会影响重复的实例,反之亦然。参照的节点在场景图形内以下划线形式显示。
由对象上的多个光源生成的阴影将在重叠处叠加。与新的几何体类似,默认情况下新创建的光源位于 (0,0,0),而无论是否选择了对象。使用变换操纵器可以修改位置、尺寸、角度等。
“环境”节点提供一个应用了纹理的环境,其地面具有阴影平面。其纹理影响所有场景相关材质的表示。创建对话框要求提供这一纹理。它将自动生成半球体和阴影平面。
“切换”节点对不同子节点进行分组,并在渲染视图内切换它们的可见性。一次只显示其中一个子节点。选中某个复选框时,将自动取消选中所有其他子节点的可见性复选框。
几何对象属性、变换和动画均可在“编辑”子菜单内访问和自定义。打开上下文菜单时,将鼠标指针放置在可编辑的节点上方。以下所有说明均会影响该节点。
VRED 的 trueNURBS 概念提供 CAD NURBS 数据直接在场景内的使用情况。此处提供了编辑 NURBS 对象或其多边形表示的几何属性的功能。
CAD 生成的构造数据在数学上十分精确;由一种叫做“Bézier 曲线”的技术准确定义。VRED 的 directNURBS 光线跟踪模式无需任何准备即可表示 NURBS 数据。
OpenGL 模式要求提前生成多边形表示形式。此过程称为镶嵌细分。它可以随时更改对象的复杂性/多边形数。NURBS 数据可以与多边形数据并存(场景图形内的同一个节点对象);它支持重新细分,而无需重新加载之前的文件。
多边形表示永远不会像源 NURBS 数据一样精确。精度越高,生成的多边形就越多。
粗糙 | 低 | 中 | 高 | |
---|---|---|---|---|
弦偏离 |
1.00 |
0.15 |
0.075 |
0.037 |
法线公差 |
30.00 |
20.00 |
10.00 |
7.5 |
最大弦长 |
400.00 |
300.00 |
200.00 |
100.0 |
启用缝合 |
“是” |
“是” |
“是” |
“是” |
缝合公差 |
0.10 |
0.10 |
0.10 |
0.1 |
将选定的 NURBS 分量与一个连续的 NURBS 壳结合起来。此外,可以随时通过 VRED 的标准 UI 访问不连续的条件。
删除存储在细分对象旁边的 NURBS 信息。因此,场景的内存消耗减少,但是无法再重新细分该对象。
撤消此操作不可用。
此处提供了编辑多边形对象的几何属性的功能。这对于拆分或合并对象非常有用。
将具有相同材质的多边形对象合并为一个连续的对象。将应通过这种方式合并的对象进行分组并使用组节点上的特征。当除了多边形表示形式以外还存在 NURBS 数据时,也可以使用此选项。
撤消此操作不可用。
将选定多边形对象分割成碎片。此对话框要求提供一个值,用于确定分割对象应包含的三角形的最大数目。例如,如果对象包含 1000 个多边形并将其分割为最多包含 100 个左右多边形的碎片,您将得到 10 个对象。
撤消此操作不可用。
执行操作会将对象转换为组节点,其名称与对象之前的名称十分类似。组节点针对源对象的每个多边形都包含单个三角形。
撤消此操作不可用。
将几何体与一个三角形合并 (Ctrl+Shift+T)
将单个三角形合并到一个对象。对应通过这种方式合并的多边形进行分组并使用组节点上的特征。父组下面的第一个节点的材质将应用于合并的对象。
撤消此操作不可用。
细分几何体
将现有多边形网格细分成较小的三角形。例如,环境光遮挡计算需要阴影区域采用细网格分辨率,以避免阴影图的边缘参差不齐。当重新细分的 NURBS 数据不可用,但需要精细网格时,此功能非常有用。
存在两种不同的细分方法:
标准:对每个多边形进行细分,直到每个边长小于创建时输入的最大边长阈值。
Phong 插值:每个多边形将细分为特定数量的三角形,具体取决于创建时选定的迭代值(见表)。
迭代 | 三角形/多边形 |
---|---|
1 | 4 |
2 | 16 |
3 | 64 |
4 | 256 |
撤消此操作不可用。
此菜单包含快速创建转盘动画的一项功能。此外,它提供的命令可以处理已经创建的动画以便进行复制或克隆。
可以加载已经创建和保存的变换动画并将其分配给选定的节点。
可以加载已经创建和保存的材质动画并将其分配给选定的节点。
该对话框支持用户创建转盘动画。将对象绕垂直轴旋转 360°。举例来说,这些类型的动画用于在虚拟陈列室内演示产品。
旋转轴:“设置为中心”将对象的旋转中心移动到边界框的中心。如果动画对象的自定义轴点设置在侧向运动过程中影响对象旋转,这将非常有用。
通过选择已经动画演示的对象并执行此命令,可以将动画复制到剪贴板。
将动画从剪贴板粘贴到选定的节点。
以参照方式将动画从剪贴板粘贴到选定节点。这意味着动画的任何变化将会影响克隆的实例,反之亦然。
资源管理模块支持用户使用外部文件参考。这些文件被导入到场景图形,并在其结构中存在。子菜单提供的命令可以编辑此类参照。
将选定对象保存在资源管理器中。
在资源管理器中选择相关资源。
通过资源管理器更新选定资源。
删除到资源管理器的参照连接。通过这种方式不会删除资源本身。
重命名选定节点;该行为与单击选定对象相同。
删除选定节点。
将选定的节点和结构复制到剪贴板。
剪切选定内容并将其存储到剪贴板上。
将剪贴板包含的节点粘贴到场景图形中的独立实例。
将剪贴板包含的节点粘贴到以参照方式自动创建的组节点。参照的节点在场景图形内以下划线形式显示。
将编辑菜单命令复制和粘贴克隆分组为单个操作。执行镜像命令之一,以从源对象或结构创建参照和镜像实例。
克隆 (Ctrl+Shift+D):在三维中的同一位置创建源选择的一个克隆实例。
克隆镜像 X/Y/Z:在一个相关轴上创建镜像源选择的克隆实例。
将编辑菜单命令复制和粘贴分组为单个操作。此处,不会将重复实例参照源对象和结构。
删除源和克隆的实例之间的参照连接。参照的节点在场景图形内以下划线形式显示。之后对其所做的更改不会再影响其他实例。
变换包含 3D 空间中对象的位置和方向的有关信息。它还提供了对象的坐标系位置和方向的有关信息。此命令将所有这些信息从选定节点复制到剪贴板。
将变换从剪贴板应用到某一选择。
创建一个组节点,并将所有选定节点移到该组节点中。
打开提供进一步操作的模块,例如几何体优化、共享等等。“默认”激活可以提高渲染性能的建议选择;“清除”取消选择所有选定的模块;“优化”执行选定的优化命令。以递归方式应用所有操作。执行时支持多项选择。所有这些类型的操作不可撤销。
删除 B 面节点:B 面定义类似于 CAD 软件中无显示功能。执行此操作将删除设置为 B 面的形状和组件。
在场景图形中,可通过两种不同的方法实现对象变换。将变换存储在对象本身中(刷新),或将相关信息存储在位于上面的较高层次级别的组节点中(不刷新)。包含变换的节点在其图标之前有一个轴符号。位于不同级别的多个变换可以累积。
共享可提高 OpenGL 渲染和光线跟踪的性能,因为所需对象不会在系统内存中存在多次。共享实例通过场景树内一个带下划线的节点描述表示。对共享对象的任何更改都会影响克隆实例,反之亦然。
包含将组节点转换为切换节点(切换)的命令,反之亦然(组)。
资源管理模块支持用户使用外部文件参考。这些文件被导入到场景图形,并在其结构中存在。外部文件参考的任何更改将在重新加载受影响的文件后存在于场景中。子菜单提供的功能可以重新加载此类文件参考。
隐藏/显示渲染视图中的选定对象。节点和非彩色图标前面的框未选中时,表示节点处于隐藏状态。(热键 Ctrl+H/Ctrl+J)
隐藏/显示渲染视图中的所有场景对象。(热键 Ctrl+Shift+H/Ctrl+Shift+J)
隐藏/显示所有未选定对象。环境的可见性将不受影响。在先前版本中,可通过将节点从场景图形拖动到渲染视图使用此功能 - 两个功能现在均可使用。(热键 I)
将摄影机从选定对象移动到视野中符合边界框尺寸的位置。(热键 F)
选择包含在场景图形内的所有节点,根节点除外。(Ctrl+A)
取消一切。(Ctrl+Shift+A)
选择未选中的所有节点,反之亦然。(Ctrl+I)
使用场景树正下方的相应图标可访问通常所需的命令。
打开包含可以在 VRED 内生成的所有节点类型的子菜单:创建几何体、创建灯光、创建摄影机、组、克隆、环境、切换。
从选定项创建独立的实例(热键 Ctrl+D)。
创建一个组节点,并将所有选定节点移到该组节点中(热键 Ctrl+Shift+G)。
将选定节点中的所有变换信息(平移、旋转、缩放、轴)都复制到系统剪贴板。
从系统剪贴板将所有变换信息粘贴到选定节点的变换属性。
删除选定的节点及其子节点(热键 Del)。
展开或折叠使用的一项选择或多项选择的子结构。
场景图形模块底部的选项卡中提供了位置、预先计算的阴影以及法线设置(影响在 OpenGL 渲染视图中进行着色)等对象属性。
变换包含 3D 空间中对象的位置和方向的有关信息。它还提供了对象的坐标系位置和方向的有关信息。
根据阈值和单位设置(mm、cm、m)移动选定对象。“移动到摄影机”将选定对象移动到 3D 空间中摄影机所在的同一位置;“移动到原点”将选定对象移动到其轴点的位置;“放在地面上”将选定对象移动到环境地板高度。
在相关轴上围绕阈值旋转选定对象(以度为单位)。右侧的“中心轴”按钮可将对象的局部旋转轴移动到其边界框中心。
在相关轴上根据阈值和单位设置缩放选定对象。启用“均匀缩放”复选框,将执行限制为还在其他相关轴上设置新值。右侧的“中心轴”按钮可将对象的局部缩放轴移动到其边界框中心。
环境光遮挡计算又称柔和全局照明。它在间隙和角落上生成阴影;这使场景照明在 OpenGL 渲染模式下变得更加逼真。
场景在计算时由 HDR 文件从环境节点中照亮;它可以在场景中没有任何其他光源的情况下工作。在计算时隐藏的所有对象都将变暗。
环境光遮挡计算是一个预处理过程,在数据准备过程中进行。计算得出的环境光遮挡结果在几何体的顶点(存储在纹理坐标 #7 和 #8 中)上烘焙。
计算阴影的平滑度取决于多边形网格分辨率。因此 VRED 提供多种方式来提高劣质模型的质量,例如细分和预定义质量预设。
预设包含一个设置中所有与阴影计算相关的设置。通过下拉菜单可以快速访问从标准 UI 内的“环境光遮挡”模块保存的所有可用计算预设。
环境光遮挡是一个物理上不准确的特定渲染技巧。它主要对围绕面上的每个点的半球进行采样,了解半球被其他几何体遮挡的比例,并相应地对像素进行着色。
定义计算环境光遮挡阴影时应考虑的对象之间最小距离 (mm)。此值定义了发生完全遮挡的黑色区域的总面积。
定义计算环境光遮挡阴影时应考虑的对象之间最大距离 (mm)。此值定义了没有发生遮挡的区域。
将现有多边形网格细分成较小的三角形。应启用此选项,以避免对阴影图示的边缘参差不齐。当重新细分的 NURBS 数据不可用,但需要精细栅格时,此功能非常有用。细分将生成更复杂的对象,只应在需要时使用。“细分几何体”(场景图形上下文菜单中的编辑菜单)提供了更多设置来控制此过程。
重要信息:执行时仅计算选定对象的阴影。计算时会考虑场景中的所有可见对象!
简单 UI 中的几何体编辑器包含用于转动多边形法线和顶点法线的命令,以及影响对象在 OpenGL 渲染模式中的阴影图的操作。
多边形具有正面和背面;面法线位于中心并与正面成直角。对于环境光遮挡计算,需要将多边形转到正确的方向。否则,计算将产生不希望出现的变暗效果,其中法线会发生转动。每个多边形顶点还具有一条影响着色的法线。“面/曲面”将选定对象的所有面法线转向其他方向。“面和顶点”从选定对象转动这两种类型的法线。“顶点”仅影响多边形顶点的法线。
“简单 UI”中“场景”模块的“设置”选项卡上提供的“顶点/面法线渲染”模式提供了有关方向的直观反馈,通过它可以调整包含不一致法线的对象。
“阈值”定义阴影图中考虑的角度;所有与相邻面成较低角度的对象边均可平滑绘制。角度超出阈值的对象边呈破面状。值为 45 度时对象显得很光滑。
定义顶点法线之间的角度。例如,合并对象需要此选项。
准备 3D 数据时,有时并不清楚场景是否需要对象的一部分,或者该部分是否被其他对象隐藏。要避免重新加载文件,请将相关形状和组件定义为 B 面。这些元素在渲染视图中是不可见的;图中所示的场景树图标比标准图标稍暗。
B 面线形和多边形的场景图形图标(活动和非活动)